(57)【要約】【課題】一般的な建築の鉄骨構造形式であるラーメン構造とブレース構造のそれぞれの特徴を比較するとブレースの要否や柱、梁断面の大きさに違いがある。これは、長所と短所がそれぞれ入れ替わる関係にあり、それぞれに短所が存在するという問題があった。【解決手段】建築の鉄骨構造において、構造体の一部に構造ユニット（公共道路運搬可能）を用いる。この構造ユニットに建物の水平荷重を任せるよう構成する。これにより、柱、梁の応力が軽減でき、その断面は効率よく経済性のよいものになるとともに、ブレースを無くし開口を自由に設けることができる。【選択図】図５
2013064237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材や鋼板等で底面の一辺が０．５メートルから４メートル程度の四角形、高さが一般的な部屋の天井高さに天井下地と天井仕上げと床仕上げのそれぞれの厚さを加えた程度の寸法以下の立法体の形状に筋違いや剛接合等で外力に対して強くなるよう組まれた構造ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の構造ユニットを任意で適切な数だけ配し基礎に接合する。それぞれの構造ユニットに梁を接合し、その梁の下には任意で適切な位置に柱を建て接合する。柱は基礎に接合する。梁のある水平面には、水平ブレースを組み付ける。これによって建物の水平荷重を構造ユニットに伝えるようにした構造形式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄骨構造の簡素化を図るための構造ユニット、並びに、当該構造ユニットを用いた構造形式に関する。
【０００２】
※構造ユニットとは、一定の規準で作られた単位のものを、構造体の中に組み込んで用いる方式の構造部材を指す。
【背景技術】
【０００３】
従来の建築の鉄骨構造には一般的によく使われるラーメン構造とブレース構造の二つの構造形式がある。
【０００４】
この二つの構造形式の内の一つ、ラーメン構造は、ブレースが無い構造形式で壁の開口を自由に設けることができる。これは長所であるが、その反面、柱、梁の断面が大きくなるという短所がある。
【０００５】
一方、ブレース構造は、文字通りブレースが必要な構造形式である。壁に開口を設ける際、このブレースが壁の中にある場合には、それが邪魔になり自由な位置に設けることができないという短所がある。その反面、柱、梁の断面を小さくできるという長所がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】鈴木秀三編  岩下陽市・古本勝則・奥屋和彦・磯野重浩著  「［図解］建築の構造と構法」井上書院  第１版  Ｐ１２２、１２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上、述べた二つの鉄骨構造は構造形式の違いで長所と短所がそれぞれ入れ替わる関係にあった。
【０００８】
本発明は、この二つの構造形式のそれぞれにある長所と短所を本発明によって長所のみにするものである。これは、柱及び、梁の断面を効率よく経済性のよいものにし、もう一方の長所である自由な開口で建物の使い道を広くする。このようにそれぞれの短所を無くし、二つの長所のみにすることを目的とするものである。
【０００９】
また、構造ユニットを構造体の中に組み込んで用いることを一般的に考えると、構造ユニットの高さは公共の道路を運搬できる寸法にはならない。そのため構造ユニットをあらかじめ一つに組んだ状態ではプレハブにできなかった。プレハブにできないことでコストが大きくなり現実的ではないという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような運搬できない寸法の問題を解決しようとするものであり、構造ユニットをあらかじめ一つに組んだ状態で公共道路の運搬を現実にすることを目的にするものでもある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そして、本発明は上記目的を達成するために鋼材や鋼板等で立方体に組み、大きさは、底面の一辺が０．５メートルから４メートル程度の四角形、高さが一般的な部屋の天井高さに天井下地の厚さ、天井仕上げの厚さ、床仕上げの厚さを加えた程度の寸法以下で、この立法体が外力に対し変形しないよう筋違いを組み込んだもの又は、接合部を剛接合にしたもの又は、面部を鋼板で組んだもので構造ユニットにする。
【００１２】
この構造ユニットを任意で適切な数だけ配し基礎に接合する。それぞれの構造ユニットに梁を接合しその梁の下には任意で適切な位置に柱を建て接合する。柱は基礎に接合する。梁のある水平面には、水平ブレースを組み付ける。このような手段によって建物の水平荷重を構造ユニットに伝えるようにしたものである。図５参照。
【００１３】
上記の課題解決の手段による作用は次の通りである。すなわち、柱及び、梁は、建物の水平荷重を構造ユニットに伝え任せることによって、基礎へ伝える負担がなくなる。この柱及び、梁は、構造ユニットに水平荷重を伝えることと鉛直荷重を負担することのみの応力となり、結果、柱、梁の断面を小さくし、さらに、ブレースを無くすことができる。
【００１４】
また、構造ユニットの高さの寸法の課題解決手段については、次の通りである。すなわち、構造ユニットの高さは、梁下面から床下地上面の寸法とする。これは梁が構造ユニットに乗るという形で接合することになる。これをもとにした高さの計算式は、およそ「構造ユニット高さ＝天井下地厚さ＋天井仕上げ厚さ＋一般的な部屋の天井高さ＋床仕上げ厚さ」となる。この高さ以下であれば公共の道路を運搬することが可能となり得る。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように本発明の構造ユニットを用いた本発明の構造形式は、柱、梁の断面を小さくするとともにブレースを無くす効果がある。これは経済的で構造上制約の少ない使い勝手の良い構造形式となる。本発明はこの様な構造形式を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】直線状の鋼材で組み筋違いを使う形態の本発明の構造ユニットの外観斜視図である。
【図２】直線状の鋼材で組み筋違いを使わない形態の本発明の構造ユニットの外観斜視図である。
【図３】鋼板で組む形態の本発明の構造ユニットの外観斜視図である。
【図４】本発明の構造ユニットと鉄筋コンクリート基礎の外観斜視図である。
【図５】本発明の構造ユニットを用いた本発明の構造形式による一つの例の外観斜視図である。
【図６】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図７】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図８】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図９】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図１０】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図１１】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図１２】本発明の構造形式による実施例の梁伏図である。
【図１３】本発明の構造形式による複数階の実施例の外観斜視図である。
【図１４】本発明の構造ユニットまわりの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１８】
本発明の構造ユニットは、鋼材や鋼板等で図１〜３のように立方体に組んだ形状である。これが一つの単位の構造ユニットとなる。
【００１９】
ここで使う直線状の鋼材とは、鋼板以外の鋼材を指す。
【００２０】
本発明の構造ユニットは、特殊な場合を除き直線状の鋼材で組む形態と鋼板で組む形態の2種類がある。さらに、直線状の鋼材で組む場合は筋違いを使う形態と使わない形態の2種類がある。
【００２１】
上で述べた特殊な場合とは、鋼材以外のものを使用して当該構造ユニットの形態にすることを指す。
【００２２】
図１で直線状の鋼材で組み筋違いを使う形態を説明する。
【００２３】
立法体の形状に直線状の鋼材を組み、その面の部分には筋違いを組み付ける。この様な形態にすることによって外力に対して強いものとなる。
【００２４】
図２で直線状の鋼材で組み筋違いを使わない形態を説明する。
【００２５】
立法体の形状に直線状の鋼材を剛接合で組む。この様な形態にすることによって外力に対して強いものとなる。
【００２６】
図３では鋼板で組む形態を説明する。
【００２７】
立法体の形状に鋼板を組む。この様な形態にすることによって外力に対して強いものとなる。
【００２８】
図4において本発明の構造ユニットの実施を説明する。本発明の構造ユニット１の底面部を鉄筋コンクリート基礎２へボルト接合する。これは、一般的な柱よりも水平力に対して格段に強いものとなる。
【００２９】
次に本発明の構造ユニットを用いた本発明の構造形式を説明する。
【００３０】
本発明を説明するために一つの例を図５で説明する。
【００３１】
図５は本発明の構造ユニット３を2箇所に配置する。これに梁４、柱５、水平ブレース６、鉄筋コンクリート基礎７をそれぞれ接合する。本発明の構造形式は、このような構成で実施する。
【００３２】
以下、上記構成の動作を説明する。
【００３３】
柱５は鉛直荷重のみを基礎へ伝え水平荷重は伝えない。この水平荷重については、本発明の構造ユニット３に任せている。この柱５にかかる水平荷重は梁４と水平ブレース６を介して本発明の構造ユニット３に伝わっていく。この伝わってきた水平荷重は本発明の構造ユニットの中を通り最後に鉄筋コンクリート基礎７へと伝わる。
【００３４】
以上で図５は釣り合いのとれた構造体となる。
【００３５】
この例のように本発明の構造ユニットに水平荷重を任すことによって柱、梁の断面を小さくし、ブレースを無くすことができる。
【００３６】
以上の形態によれば経済的で構造上制約の少ない使い勝手の良い構造形式の効果が得られるものである。
【００３７】
また、以上で説明した形態の鉄骨部分を図１３の様に積み重ねることによって 複数階にすることができる。
【００３８】
また、構造ユニットの高さの説明については次の通りである。図１４においては、梁下面１３から床下地上面１４までの寸法が本発明の構造ユニットの高さの寸法となる。これは一般的な部屋の天井高さ１５に天井下地１０と天井仕上げ１１と床仕上げ１２のそれぞれの寸法を加えたものとなる。梁９は本発明の構造ユニット８の上に乗る形で接合される。このような部材構成によって本発明の構造ユニットは公共の道路を運搬することのできる高さになり得る。
【実施例】
【００３９】
本発明の構造ユニットを用いた本発明の構造形式による実施例の梁伏図を図６〜１２に挙げる。
【００４０】
なお、図８の符号は、梁伏図の部材の参考に記載したものである。
【符号の説明】
【００４１】
１  本発明の構造ユニット
２  鉄筋コンクリート基礎
３  本発明の構造ユニット
４  梁
５  柱
６  水平ブレース
７  鉄筋コンクリート基礎
８  本発明の構造ユニット
９  梁
１０  天井下地
１１  天井仕上げ
１２  床仕上げ
１３  梁下面
１４  床下地上面
１５  一般的な部屋の天井高さ
【図１】
2013064237.tif 000003
【図２】
2013064237.tif 000004
【図３】
2013064237.tif 000005
【図４】
2013064237.tif 000006
【図５】
2013064237.tif 000007
【図６】
2013064237.tif 000008
【図７】
2013064237.tif 000009
【図８】
2013064237.tif 000010
【図９】
2013064237.tif 000011
【図１０】
2013064237.tif 000012
【図１１】
2013064237.tif 000013
【図１２】
2013064237.tif 000014
【図１３】
2013064237.tif 000015
【図１４】
2013064237.tif 000016